KAIST, 고성능 모바일 AI반도체 첫 개발
자체 기술 활용해 저전력 강점
AI 반도체는 서버형과 모바일용으로 나뉜다. 서버형 AI 반도체는 구글 아마존 엔비디아 등 글로벌 기업이 연산 능력이 뛰어난 ‘거대 AI’ 개발에 활용하고 있다. 반면 모바일 AI 반도체는 동원할 수 있는 컴퓨팅 능력이 적어 성능이 떨어진다는 평가를 받아왔다.
연구팀은 AI가 보통 채택하는 ‘역전파’ 기반 학습이 아닌, ‘실시간 다중 학습 할당’이라는 새로운 기술을 개발했다. 역전파는 TV 예능프로그램의 단어추정 게임을 생각하면 된다. 한 단어를 보고 어떤 몸짓을 구사해 맞혀보라고 할 때 여러 사람을 거치며 엉뚱한 단어로 바뀔 때가 많은데, 이를 역으로 밟아 맨 처음 단어에 접근하는 것과 비슷하다.
연구팀은 이 밖에도 ‘확률적 반올림’ ‘심층신경망(DNN) 계층별 정밀도 자동 검색’ ‘내재적 순수 난수 생성기’ 등 독창적 기술을 개발했다. 이들 기술을 토대로 저전력·실시간 학습이 가능한 모바일 AI 반도체 ‘HNPU’와 응용시스템을 제작했다. 미국 벨, SK하이닉스의 전신인 현대전자 D램 설계실장 등을 지낸 유 교수는 “AI 지능 수준을 사람에 가깝게 한층 끌어올리는 연구”라고 설명했다.
이번 연구 결과는 지난 12~15일 인천 송도에서 열린 ‘국제인공지능회로 및 시스템학술대회(AICAS) 2022’에서 최우수 논문상을 받았다.
이해성 기자 ihs@hankyung.com
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“(연구자가 아닌) 장관으로서 반도체산업 현장에 방문하게 돼 감회가 새롭다. 오늘 논의를 바탕으로 내달 중 구체적인 인공지능(AI) 반도체산업 성장 지원 대책을 발표하겠다.”반도체 전문가인 이종호 과학기술정보통신부 장관은 24일 인공지능(AI) 반도체 설계기업(팹리스) 퓨리오사AI의 서울 강남 본사를 방문해 이같이 밝혔다. 지난 11일 취임 후 첫 현장 행보다.이 장관은 퓨리오사AI가 개발한 AI 반도체 ‘워보이’의 기술 시연에 높은 관심을 보였다. 워보이는 작년 9월 세계적인 AI 반도체 경연대회 ‘엠엘퍼프’의 이미지 분류 및 객체 검출 분야에서 최고 수준의 처리 성능을 과시한 제품이다. 자율주행자동차와 스마트시티 교통관제시스템 등 다양한 분야에 적용할 수 있다. 이 장관은 백준호 퓨리오사AI 대표에게 “핵심 기술이 다양하게 잘 응용된 것 같다”고 격려했다. AI 반도체는 데이터 학습과 추론 등 AI 서비스 구현에 필요한 대규모 연산을 높은 성능과 전력효율로 실행하는 반도체다.이 장관은 이어 퓨리오사AI, 오픈엣지테크놀로지, 사피온코리아, 딥엑스, 모빌린트 등 AI 반도체 개발기업 대표들과 간담회를 열었다. 그는 “메모리반도체 기술력과 노하우를 접목하고 인력 양성을 확대하면 시스템반도체 분야에서도 경쟁력을 강화할 수 있을 것”이라며 “산업 현장의 의견을 반영해 6월 중 ‘인공지능 반도체산업 성장 지원대책’을 발표할 계획”이라고 강조했다.이 장관은 서울대 반도체공동연구소장을 지낸 반도체 전문가다. 514편의 논문을 발표하고 86건의 특허를 등록했다. 시스템반도체 국제 표준인 ‘벌크 핀펫’ 기술을 2001년 개발했다. 삼성전자, 인텔, 애플, TSMC 등 글로벌 기업이 스마트폰 애플리케이션프로세서(AP)에 사용하고 있다.김진원 기자 jin1@hankyung.com
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AI반도체 기업 찾은 반도체 전문가 이종호 과기정통부 장관
“(연구자가 아닌) 장관으로서 반도체 산업 현장에 방문하게 돼 감회가 새롭다. 오늘 논의를 바탕으로 다음달 중 인공지능(AI) 반도체 산업 성장 지원 대책을 발표하겠다.”반도체 전문가인 이종호 과학기술정보통신부 장관(왼쪽)은 24일 인공지능(AI) 반도체 설계기업(팹리스) 퓨리오사AI의 서울 강남 본사를 방문해 이같이 밝혔다.지난 11일 장관직 취임 후 첫 현장 행보다. AI반도체는 데이터 학습과 추론 등 인공지능(AI) 서비스 구현에 필요한 대규모 연산을 높은 성능과 전력효율로 실행하는 반도체다. 이 장관은 퓨리오사AI가 개발한 AI반도체 ‘워보이’의 기술 시연에 높은 관심을 보였다. 워보이는 작년 9월 세계적인 AI반도체 경연대회 ‘엠엘퍼프’의 이미지 분류 및 객체 검출 분야에서 최고 수준의 처리 성능을 선보인 제품이다. 자율주행자동차, 스마트시티 교통관제시스템 등 다양한 분야에 적용 가능하다. 이 장관은 백준호 퓨리오사AI 대표에게 “핵심 기술들이 다양하게 잘 응용된 것 같다”며 격려했다.이 장관은 이어 퓨리오사AI, 오픈엣지테크놀로지, 사피온코리아, 딥엑스, 모빌린트 등 AI반도체 개발기업 대표들과 간담회를 가졌다. 그는 “메모리반도체 기술력과 노하우를 접목하고 인력양성을 확대하면 시스템반도체 분야에서도 경쟁력을 강화할 수 있을 것”이라고 했다. 이어 “(시스템반도체의 일종인) AI반도체는 아직 초기 단계로 향후 성장 가능성이 커 열심히 하면 충분히 글로벌 시장을 선도할 수 있는 분야”라며 “정부는 AI반도체 기술혁신과 산업 성장을 전폭적으로 지원할 것”이라고 했다. 이 장관은 “산업현장의 의견을 반영해 6월 중 ‘인공지능 반도체 산업 성장 지원대책’을 발표할 계획”이라고 강조했다. 예산 규모 및 세부 내용은 재정당국과 협의 중이라고 했다.이 장관은 서울대 반도체공동연구소장을 역임한 반도체 전문가다. 반도체 분야 514편의 논문을 발표하고 86건의 특허를 등록했다. 특히 이 장관은 시스템 반도체의 국제 표준인 ‘벌크 핀펫’ 기술을 2001년 개발했다. 이 기술은 반도체 성능과 전력 소비 효율을 높여주는 3차원 반도체 공정 기술이다. 삼성전자, 인텔, 애플, TSMC 등 글로벌 기업이 지금도 스마트폰 애플리케이션프로세서(AP)에 사용하고 있다. 이 장관은 벌크 핏펫 기술로 현재까지 총 162억원의 로열티 수입을 올렸다. 이 장관은 윤석열 대통령의 ‘반도체 스승’이기도 하다. 윤 대통령은 검찰총장직을 그만두고 대권 수업을 시작하던 작년 5월 서울대 반도체공동연구소를 찾았다. 이 장관은 이 자리에서 세 시간 남짓 반도체 산업 제반 상황을 설명했다.김진원 기자
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류수정 사피온 대표 "AI 전용 반도체로 엔비디아에 도전할 것"
“인공지능(AI) 반도체 시장의 강자인 엔비디아와 경쟁하겠습니다.”류수정 사피온 대표(사진)는 지난 20일 미국 실리콘밸리에서 열린 간담회에서 이렇게 말했다. 내년 상반기 선보일 차세대 제품 X330 칩으로 승부수를 띄우겠다는 얘기였다. 사피온은 SK텔레콤과 SK스퀘어, SK하이닉스 등 3개 회사가 투자해 설립한 팹리스(반도체 설계전문 기업)다. 작년 말 SK텔레콤에서 분사했다. 본사는 실리콘밸리에 있다.사피온의 주력 사업은 AI 반도체 설계다. AI 반도체는 데이터 학습·추론에 필수적인 대규모 연산을 빠르고 효율적으로 실행하는 칩이다. AI의 두뇌 역할을 한다. 구글 검색, 유튜브의 동영상 추천 등에 AI 반도체가 쓰이고 있다. 사피온은 2020년 AI 반도체 X220을 출시했다.현재까지 엔비디아의 그래픽처리장치(GPU)가 데이터 학습·추론용 반도체로 주로 활용되고 있다. 엔비디아의 시장점유율은 90% 안팎으로 추정된다. 앞으론 AI 반도체가 역할을 대신할 것으로 전망된다.류 대표는 “GPU는 데이터를 많이 모아서 한꺼번에 처리해야 효율이 높기 때문에 처리하기 전 데이터가 모일 때까지 기다린다”며 “AI 전용 칩을 쓰면 결과도 훨씬 더 빨리 나온다”고 설명했다.사피온은 ‘추론’에 특화된 반도체를 개발할 계획이다. AI의 추론은 학습된 네트워크를 기반으로 문제가 생겼을 때 해결하고 답을 찾는 과정이다. 류 대표는 “자율주행용 반도체는 오프라인으로 학습된 네트워크를 가지고 있다가 (돌발상황 같은) 문제가 들어오면 답을 내는 추론이 중요하다”며 “사피온 칩은 추론에 최적화돼 있어 문제를 풀 때 효율성이 높다”고 강조했다.류 대표는 사피온의 숨은 강점 중 하나로 SK그룹 소속이란 점을 들었다. 계열사가 테스트 시장 역할을 해줄 수 있고 세계적인 반도체기업 SK하이닉스의 지원도 기대할 수 있다는 것이다. 류 대표는 “SK 계열사들이 제품을 써보도록 해 성능 검증 자료를 확보한 뒤 글로벌 시장에 진출할 예정”이라고 말했다.류 대표는 삼성전자 종합기술원 출신이다. 디지털 신호를 빠르게 처리하도록 하는 집적회로인 DSP, 모바일 GPU 등을 개발했다. 지난해 4월 AI 액셀러레이터 담당으로 SK텔레콤에 합류했다.실리콘밸리=황정수 특파원 hjs@hankyung.com
